Сполуки Алюмінію

РОЗДІЛ 3 МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ

ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ІА – ІІІА ГРУП

§ 66. Сполуки Алюмінію

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

Характеризувати фізичні та хімічні властивості оксиду, гідроксиду і солей Алюмінію; їх добування і застосування;

Складати рівняння та схеми електронного балансу відповідних хімічних реакцій;

Добувати експериментально алюміній гідроксид, доводити його амфотерні властивості.

До головних сполук Алюмінію належать оксид, гідроксид і солі.

Оксид Алюмінію, або глинозем, Al2O3 – це білий порошок, нерозчинний у воді, тугоплавкий (tпл = 2050 °С). За хімічними властивостями він належить до амфотерних оксидів: з кислотами реагує як основний оксид, у реакціях з лугами виявляє властивості кислотних оксидів:

Сполуки Алюмінію

Унаслідок сплавляння алюміній оксиду з лугом утворюються метаалюмінат відповідного металічного елемента і вода:

Сполуки Алюмінію

Добувають алюміній оксид безпосереднім спалюванням порошку алюмінію в кисні повітря.

Сполуки Алюмінію

Мал. 122. Корунд (а), рубін (б), сапфір (в)

У природі Аl2O3 трапляється у вигляді мінералу корунду (мал. 122, а), який має дуже високу твердість. Залежно від домішок його прозорі

Кристали можуть набувати червоного, синього, зеленого, помаранчевого кольору. Так, йони Cr3+ надають його кристалам червоного кольору (рубін) (мал. 122, б), йони Ті4+, Fe2+, Fe3+ – синього (сапфір). Рубін і сапфір разом з алмазом та ізумрудом займають найвищі місця в класифікації коштовного каміння. Нині рубіни та сапфіри добувають штучно і застосовують не лише для виготовлення прикрас, а й деталей годинників та інших точних приладів. Рубін також застосовують у лазерах, а непрозорі кристали корунду – як абразивний матеріал (наждак). З наждаку виробляють шліфувальні круги, бруски для шліфування і полірування металів.

Алюміній гідроксид Аl(ОН)3 – біла тверда речовина, нерозчинна у воді. За хімічними властивостями є амфотерним гідроксидом. Його не можна добути безпосередньо взаємодією оксиду з водою (чому?), а лише дією розчинів лугів на розчини солей Алюмінію. Добудемо експериментально і дослідимо властивості алюміній гідроксиду.

Алюмінати розглядаються як солі нестійких кислот – ортоалюмінієвої Н3АlО3 або метаалюмінієвої НАlО2 (її можна розглядати як ор тоалюмінієву кислоту, молекула якої втратила молекулу води). Отже, реакції оксиду і гідроксиду Алюмінію з кислотами та лугами є виявом металічних і неметалічних властивостей Алюмінію. Як нерозчинна основа алюміній гідроксид розкладається при нагріванні, що застосовується для добування з нього алюміній оксиду.

Солі Алюмінію. Найважливішими серед них є хлориди, сульфати і нітрати. За фізичними властивостями – це білі кристалічні речовини, добре розчинні у воді, але в розчині гідролізуються за катіоном, утворюючи кисле середовище:

Сполуки Алюмінію

При складанні рівнянь реакції гідролізу подібних солей зазвичай обмежуються лише першим його ступенем. Чому?

Солі Алюмінію і слабких кислот (карбонат, сульфід, сульфіт, силікат тощо) у водному розчині не існують, оскільки розкладаються водою на алюміній гідроксид і відповідну кислоту.

Добувають солі переважно реакцією алюмінію з кислотами або деякими неметалами.

Алюміній хлорид АlСl3 застосовують в органічному синтезі як каталізатор, алюміній сульфат Аl2(SO4)3 – для окиснення води на водоочисних станціях. Унаслідок гідролізу цієї солі утворюються малорозчинні основні солі АlOНSO4 і [Аl(OН)2]2SO4, які, осаджуючись, захоплюють завислі у воді дрібні частинки глини та інших твердих речовин.

Коротко про головне

– Алюміній утворює складні речовини алюміній оксид Аl2O3, алю

Міній гідроксид Аl(ОН)3, солі – з Алюмінієм як катіоном (АlC3) або в складі кислотного залишку (NaAl(OH)4] – алюмінати. Алюміній оксид та алюміній гідроксид виявляють амфотерні властивості – взаємодіють з кислотами і лугами. Алюміній гідроксид розкладається при нагріванні. Оксиди добувають спалюванням алюмінію в кисні повітря або за рахунок хімічних перетворень.

Солі Алюмінію і сильних кислот (хлорид, сульфат, нітрат) розчинні у воді, їх розчини мають кисле середовище внаслідок гідролізу.

Алюміній оксид у природі трапляється у вигляді різновидів корунду (рубін, сапфір), що використовуються як коштовні камені, в годинниках та інших точних приладах. Дрібнокристалічний корунд іде на виготовлення наждаку, шліфувальних кругів, для шліфування і полірування металів. Солі АlСl3 використовують в органічному синтезі як каталізатор, Аl2(SO4)3 – на водоочисних станціях для очищення води від твердих домішок.


Сполуки Алюмінію - Хімія